KR100707910B1 - 공용회로를 가지는 다중 송신/수신 경로를 구비한 송신/수신 모듈 - Google Patents

공용회로를 가지는 다중 송신/수신 경로를 구비한 송신/수신 모듈 Download PDF

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Abstract

레이더 시스템용으로 사용되는 송신/수신(T/R) 모듈에 있어서, 이 모듈은 2개 T/R 채널 회로가 그의 표면 및 내에 집적되어 있는 층으로된 기판을 포함하는 통합된 구조를 가지고 있다. 채널 회로는 채널 상에서 기본구조를 부분적으로 공용하는 전력 분배기, 채널 제어기 및 RF 신호 라우팅 회로를 이용한다.
RF 라우팅 회로에서 각각의 커플러 소자가 RF 수신 매니폴드로 출력하기 위하여 RF 수신신호를 결합하고 T/R 채널 회로로 입력하기 위하여 송신 매니폴드로부터 RF 송신 신호를 개개의 RF 송신신호로 분할하기 위해 사용된다.
송신/수신 모듈, 레이더 시스템

Description

공용회로를 가지는 다중 송신/수신 경로를 구비한 송신/수신 모듈{TRANSMIT/RECEIVE MODULE HAVING MULTIPLE TRANSMIT/RECEIVE PATHS WITH SHARED CIRCUITRY}
본 발명은 펄스 레이더 및 다른 마이크로웨이브 통신 시스템용의 송신/수신 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 전자 스캔 안테나 어레이 및 그와 같은 안테나 어레이에 사용되는 송신/수신 회로 모듈에 관한 것이다.
전형적인 펄스 레이더용의 전자 스캔 안테나 어레이(ESA)에 있어서, 많은 송신/수신(T/R) 회로 모듈이 고체 평면 내에 배열되고 송신되는 레이더 빔을 집속해서 발생하는 전면에 위치한 방사기 소자에 접속되어 있다. 빔은 정상적으로는 개개의 방사기에 인가되는 신호의 전자적인 제어하에서 에너지화되고 형상화되며 방위각과 양각으로 지향된다. ESA는 2000 이상의 방사기 소자를 가질 수 있다.
일반적으로 펄스 레이더 시스템은 송신 매니폴드(Transmit Manifold) 및 마이크로웨이브 회로를 통하여 여러 안테나 방사기로 분배되는 연속적인 송신 펄스를 발생한다. 송신 펄스들 사이에서 레이더 시스템은 안테나 방사기로부터의 연속적인 반사신호를 수신하여 처리한다.
방사 신호는 T/R 모듈 내의 마이크로웨이브 신호를 통하여 처리되고 수신 매니폴드를 통하여 수집되며 타겟트 식별을 위해 시스템내에서 처리된다.
T/R 마이크로웨이브 회로는 일반적으로는 각 안테나 방사기에 결합되어 있다. 마이크로웨이브 송신회로 경로는 안테나 송신 모드에서 송신 매니폴드로부터 수신되는 각 송신 펄스에서 동작하며 그것에 의해 결합된 안테나 방사기로부터 발생된 무선 주파수(RF) 신호의 진폭과 위상을 제어한다.
역으로, 안테나 수신 모드에서 마이크로웨이브 수신 회로는 연결된 방사기로부터 각 반사 RF 신호에서 동작하여 방사 신호의 진폭과 위상을 제어하여 수신 매니폴드로 통과시킨다.
종래에는 송신 및 수신 회로는 별도의 모듈, 즉 송신 모듈과 수신 모듈로 구현되었다. 본 기술분야의 현재 상태에서 T/R 마이크로웨이브 회로는 일반적으로 단일 T/R 채널을 가지는 T/R 모듈, 즉 통합 유닛에서의 T/R 채널에 대한 특정의 송신 및 수신 기능을 제공하기 위해 여러 회로 소자가 통합 유닛에 구현되고 있다.
널리 통용되는 모듈 방식의 T/R 설계 방법은 일반적으로 제조비용을 경감하게 하며, 설치된 ESA 시스템의 보수를 쉽게 하도록 한다.
펄스 레이더 시스템은 송신 및 수신 신호의 증폭, 감쇠, 위상 변위를 제어하고 이것에 의해 ESA로 송신되거나 또는 수신되는 전체의 RF 에너지 빔의 진폭, 방향 및 형상을 결정하도록 프로그램된 디지털 프로세서를 사용한다.
상이한 위상 변위는 개개의 RF 방사 신호의 송출에서 상이한 송신 또는 수신회로 지연을 야기시키게 되어 다른 방사기와 결합된 구면 RF 에너지 파면이 송신 또는 수신되는 안테나 빔의 방향과 형상을 정의하기 위해 결합되는 패턴을 제어한다.
"레이더 시스템의 액티브 어퍼처를 위한 2 채널 마이크로웨이브 송신/수신 모듈(Dual Channel Microwave Transmit/Receive Module For an Active Aperture of A Radar System)"이란 명칭의 상기 인용에 관련된 미국 특허 출원 NO.09/158,829(Docket BD-98-012)에는 펄스 레이더 또는 다른 마이크로웨이브 통신 시스템의 ESA 어레이에서 작동하기 위한 2(Twin) 또는 다중 T/R 채널을 가지는 T/R 모듈이 개시되어 있다. 상기(BD-98-012) 출원의 발명은 더 개선된 소모열의 방출, 더 높은 RF 전력 동작 및 제조 경비 및 다른 성능상의 개선을 제공하여 준다.
상기 인용발명의 2 T/R 모듈에서 구현된 2채널은 실질적으로는 동일한 회로 경로를 가지는 한편 전원 및 분배 회로, 로직 및 제어 회로 그리고 RF 신호 라우팅 회로를 포함하는 서비스 회로를 공용하게 한다. 이 출원은 그러한 회로 공용에 지향되어서 제조 경비 이외에 T/R 모듈 및 마이크로웨이브 시스템 성능상의 개량을 지원하여 준다.
다중 채널 송신/수신(T/R) 모듈은 마이크로웨이브 통신 시스템을 위해 제공된다. 상기 모듈은 DC 전원 및 외부 로직 제어 신호의 전기적 접속을 위한 전력 및 제어 인터페이스(36), 안테나 방사기(25)와 송신 및 수신 매니폴드로의 RF 접속을 위한 RF 인터페이스(43)를 가진 기판을 포함한다. 상기 기판은 그에 내장된 다중 T/R 채널 회로 #1 내지 #N을 가지고 있다. 차폐된 RF 신호 라우팅 회로 시스템이 기판 내에 구현되어 있고, T/R 채널 회로를 RF 인터페이스로 접속하여 준다.
제 1 회로 시스템은 T/R 채널 회로의 능동 회로 구성요소로 제어된 전력 분배를 제공하기 위하여 기판에 내장되어 있으며, 제 2 회로 시스템은 T/R 채널 회로의 제어된 동작을 제공하기 위하여 기판에 내장되어 있다.
이들 다른 회로 시스템은 모듈 기능의 수행시에 적어도 2개의 T/R 채널에 의하여 공유되는 공통 회로 소자를 포함한다.
바람직하기로는 RF 신호 라우팅 회로 시스템은 RF 인터페이스의 수신 매니폴드 터미널과 T/R 채널에서 각각의 RF 신호 수신 경로 출력 접합 사이에서 연결된 수신 매니폴드 회로를 포함한다. 수신 매니폴드 회로는 RF 수신 매니폴드 터미널로 인가하기 위하여 T/R 채널 출력 접합으로부터의 RF 수신 출력 신호들을 결합시키는 커플러를 포함한다.
바람직하게는 송신 매니폴드 회로는 RF 인터페이스의 송신 매니폴드 터미널과 T/R 채널에서 각각 RF 신호 송신 경로 입력 접합 사이에 연결되어 있다. 송신 매니폴드 회로는 분배된 RF 송신 신호를 T/R 채널에 있는 RF 신호 송신 입력 접합으로 인가하기 위하여 RF 송신 매니폴드 터미널로 인가되는 송신 매니폴드 신호를 분할하는 분주기를 포함한다.
본 발명에 통합되고 본 발명의 일부를 구성하는 첨부도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내며 상세한 설명과 같이 본 발명의 목적, 장점 및 기술사상에 대한 설명을 하여준다.
도 1은 본 발명에 따른 T/R 모듈이 구성되어 작동하는 펄스 레이더 시스템의 개략도,
도 2는 블록형태로된 모듈의 내부 전기 회로 소자와 인터페이스의 외부 시스템 전기 회로 소자를 가진 도 1의 T/R 모듈의 바람직한 트윈(twin) T/R 채널 실시예를 나타낸 도면,
도 3a 내지 3d는 T/R 모듈의 바람직한 물리적인 실시예의 외형을 나타낸 일련의 도면,
도 4는 T/R 모듈의 제 1 및 제 2 T/R 채널의 구성요소를 각각 포함하는 좌와 우 컬럼 사이의 중앙에 위치된 컬럼 내의 공용 채널 회로 소자의 구성요소를 구비한 도 3a 내지 3d의 T/R 모듈의 내부를 나타낸 평면도,
도 5는 구성요소를 제거한 도 4의 T/R 모듈을 나타낸 도면,
도 6은 모듈 채널 회로용 외부 RF 연결을 형성하기 위한 커넥터를 가진 RF 인터페이스를 나타내는 도 5의 모듈의 배면도,
도 7은 도 5의 기준선 Ⅶ-Ⅶ에 따른 T/R 모듈의 단면도,
도 8은 그라운드와 특정층을 통하여 그리고 접속점 사이에서 3차원적으로 라우팅하는 RF 차폐 신호를 형성하는 접지와 신호 비아홀을 따라 T/R 모듈의 RF 인터페이스 단부 쪽의 HTCC 세라믹층들을 나타낸 도면,
도 9는 T/R 채널 회로 소자의 RF 신호 경로를 개략적으로 나타낸 도면,
도 10a 내지 10d는 수신 신호가 외부 수신 매니폴드로 인가하기 위해 서로 결합되게 하여주고 외부 송신 매니폴드로부터의 송신 신호가 증폭하여 안테나 방사를 위해 출력하도록 각각의 T/R 채널에 인가하기 위해 2개 신호를 분할하는 도 8에 도시된 모듈층 5 및 6에 형성된 각각의 비아홀(via) 및 상부 금속 패턴을 나타낸 도면이다.
도 1에서 레이더 시스템(20)은 수많은 마이크로웨이브 안테나 방사기(24)를 가진 ESA 시스템(22)을 포함한다.
T/R 모듈(26)은 1조의 N개의 방사기를 이용하는 단일체, 다층 및 다공의 기판상에 형성된 유닛이다. 다른 동일한 T/R 모듈(26A)은 각 T/R 모듈 기능이 안테나 방사기에 결합되도록 다른 조의 N개의 방사기를 이용한다.
모듈(26)의 기판은 인용부호 73으로 표시되어 있다.
삭제
다중-채널 T/R 모듈은 제품마다 조립되고 테스트되어야 하는 모듈이 적기 때문에 일차적으로 제조경비가 절감된다. 또한, 다중-채널 모듈은 모듈 자체의 조립이 용이하게 구성되고, 모듈을 안테나 어레이에 조립하는 것도 용이하다.
개선된 T/R 회로 구조 및 그와 같은 T/R 모듈 회로에 대한 개량된 레이아웃 구조의 결과로서 모듈구조는 ESA 조립체로 편리하게 코드를 콘센트에 끼워 넣을 수 있고 모듈과 조립체 사이에서 전기 및 히트 싱크를 동시에 접속하여주는 개선된 T/R 모듈에서 성능 및 비용개선을 실현될 수 있게 하여준다.
그리고 중요한 점은, RF 접속이 차폐에 의해 격리가 높게 되게 하여주고 진동에 대한 안전성을 크게하여 주며 그로 인해 RF 신호 처리의 품질을 지원하여 준다. 또한 열방출 접속이 넓은 표면 접촉 영역에서 이루어지게 되고 이것에 의해 모듈의 소모열 방출을 잘하게 하여 모듈 반도체 장치의 접합온도를 경감되게 하고 모듈을 큰 RF 전력으로 동작할 수 있게 하여준다.
구체적으로는 T/R 모듈(26, 26A)을 실현함에 있어서 모듈 회로는, 바람직하기로는 N이 2인 한쌍의 T/R 채널 회로를 포함하고 이것에 의해 제조 경비가 감소되어 생산성이 높게되고 제품 성능과 개선된 제품 생산능력을 동시에 높일 수 있다.
본 발명에 관련된 기술의 현재 상태로 보아, 모듈당 트윈(twin) T/R 채널의 특정구조가 바람직하며, 이 구조는 현재 단일체 모듈로의 T/R 집적화의 수준을 최적화시키는 것으로 평가되기 때문이다.
이 모듈에서 현재의 생산수율은 높은 일류의 수율을 유지시켜주고 있으며, 더 높은 내장화(집적화)의 수준은 N=4인 경우 즉, 4 T/R 채널이 싱글 T/R 모듈로 집적화되는 경우와 같은 상당히 높은 네트워크상의 요구를 발생시킨다.
그 중에서도 특히, 바람직한 2 채널 모듈은 현재, 더 높은 T/R 채널의 집적화에 따라 ESA 당 T/R 모듈의 수요 감소로 인한 비용 감소와 더 높은 T/R 채널의 집적화에 관련된 T/R 모듈의 수율 감소로 인한 비용 증가 간의 적절한 비용 균형점을 제공하여 준다.
다중-채널 T/R 모듈 내의 T/R 채널들은 상세하게 후술하는 바와 같이, T/R 회로 구성요소들을 공유할 수 있다.
(게이트나 드레인 레귤레이터와 같은) 공유 구성요소에 있어서의 고장은, 바람직한 2 채널 모듈의 경우에는, 모듈당 허용가능한 T/R 채널의 고장 비율을 가져오는 반면, 2개 이상의 T/R 채널을 가지는 다 채널 T/R 모듈에서 그러한 구성요소의 고장은 안테나 어레이의 신뢰성에 악영향을 줄 수 있는, 바람직하지 않은 모듈당 T/R 채널 고장 비율을 발생시킨다. 또한 트윈 채널 구조에서 T/R 채널 회로에 대한 구성요소의 크기 및 수가 감소될 수 있고, 이것에 의하여 경비가 더욱 절감되고 신뢰성이 더욱 향상되며 안테나의 무게도 상당히 감소하게 된다.
상술한 그리고 그와 관련된 고려사항에 근거하면, 2 채널의 구현이, 이용할 수 있는 기술을 가진 가장 양호하고 바람직한 발명의 구현으로 평가된다.
도 1을 다시 참조하면, 안테나 시스템(22) 내의 안테나 방사기(24)에 의한 마크로웨이브 에너지 신호의 방사를 위해 레이더 시스템(20)은 종래의 송신기 시스템(27)과 송신 매니폴드(28)를 사용하여 T/R 모듈(26, 26A)로 연속적인 RF 펄스 신호를 공급한다.
통상의 디지털 레이더 제어 시스템(30)은 송신기 시스템(27)의 동작을 제어한다.
통상의 빔 제어기 프로세서(32)는 각각의 안테나 방사기로 인가되는 각 신호의 위상 및 진폭의 T/R 모듈 제어를 위한 제어 신호를 발생시킨다.
안테나 방사기는 또한 위상 변위 및 다른 처리를 위해 T/R 모듈들(26, 26A)에 결합되어 있는 연속적인 반사 마이크로웨이브 신호를 수신하여 레이더 제어 시스템(30)에 의하여 처리하기 위하여 수신 매니폴드(33)를 통하여 통상의 수신기 시스템(35)으로 타겟 디스플레이(37)를 위한 반사 타겟 신호를 검출한다.
외부 전원(34)은 버스 경로(31-1)를 통하여 T/R 모듈들(26, 26A)로 전력을 공급하고 다른 레이더 시스템(20)의 다른 서브 시스템으로도 전력을 공급한다.
T/R 모듈(26) 내의 전력 및 제어 인터페이스 시스템(36)은 전원(34)으로부터 전력을 수신하고 이를 피크 전력 요구를 만족시키는 전력 저장을 위해 모듈에 내장된 커패시터 시스템에 제공하며, 필요에 따라 커패시터 저장 전력을 T/R 모듈(26)에 내장된 전력 분배 및 제어 회로(38)로 공급한다.
본 발명의 구체적인 실시예(도 3A 내지 3D)에서 도 1에서 인용부호 39로 표시되어 있는 바와 같이 모듈(26)의 이면 수직측면의 비교적 짧은 상측부에는, 바람직하게는, 외부 DC 전력 버스 및 외부 DC 로직 또는 제어 경로 터미널에 접속하기 위한 스프링 커넥터(87)(도 3D)의 레이아웃이 제공한다.
T/R 모듈(26)은 모듈의 윗면 단부에 위치하는 전력 및 제어 인터페이스 또는 DC 인터페이스(36)를 가지며, 이것에 의해 외부 전원(34)이 비교적 감소된 버스 경로 길이를 가진 외부 버스 경로(31-1)를 통하여 DC 인터페이스로 접속되게 하여준다. 모듈(26) 내의 비교적 짧은 버스 경로 길이로 인해 외부 전원으로부터 모듈(26) 내의 부하점까지의 전체 접속 길이가 최소화되며 이것에 의해 버스 중량을 감소시킬 수 있고 모듈(26)에 대한 더 높은 RF 전력 동작을 가능하게 한다.
인용부호 31-2로 도시된 바와 같이, DC 인터페이스 시스템(36)은 또한 T/R 모듈(26) 내에 내장되어 구성된 송신/수신 제어 회로(40)로 전송하기 위해 빔 제어기(32)로부터 DC 로직 또는 제어 신호를 수신한다.
T/R 모듈(26) 내에 내장되게 구성된 제어 회로(40)의 제어 하에 동작하는 송신/수신 채널 회로는 또한 비교적 제조 비용이 감소되고 동작의 신뢰성이 양호한 개선된 T/R 모듈 및 레이더 시스템 성능을 지원한다. T/R 모듈(26)은 다중 T/R 채널 회로(#1~#N)를 가진다.
점선 42는 #1 및 #N 사이의 T/R 채널을 나타낸 것이다.
본 발명은 다른 여러가지 적용과 다른 여러 가지 가능한 기술로 다중 T/R 채널로 구현될 수 있지만, 바람직한 특정 실시예에서 T/R 채널의 수는 상술한 바와 같이 2이다.
다채널 구조는 제조경비를 경감시키고 동작 신뢰도를 더욱 향상시키는 더 좋은 T/R 모듈 및 레이더 또는 마크로 웨이브 통신 시스템의 제품 성능을 포함하는 개량에 기여한다.
모듈(26)내에 내장된 RF 회로 시스템에서, RF 송신 및 수신 신호는 RF 인터페이스 시스템(43)을 경유하여 RF 커넥터들(44-1, 44-X 및 44-N)에 의하여 도시된 바와 같이 각 내장 T/R 채널에 인가된다.
RF 인터페이스 시스템(43)은 모듈(26)의 하단부상에 위치되어 모듈(26)이 사용될 ESA 시스템의 안테나 방사기와 RF 송신 및 수신 매니폴드로 가능한 가깝게 위치된 RF 동축 연결을 인터페이싱 할 수 있도록 하고 있다.
그와 같이 위치된 RF 인터페이스(43)로 인해, 내부 모듈 RF 신호 라우팅 회로는 기본 회로 구조에 따라 배치되고 RF 회로 상호접속이 최소 차폐 RF 신호 라우팅(예를 들어, RF 매니폴드 및 안테나 입력으로부터 T/R 채널 회로로 그리고 T/R 채널 회로로부터 RF 매니폴드 및 안테나 출력으로)으로 확립될 수 있도록 레이아웃 구조에 따라 모듈(26) 내에 구현되어 있다. 도 9는 모듈의 구체적인 실시예에서 바람직하게 구현될 수 있는 RF 신호 라우팅 회로의 상세도에 대한 것이다. 최소 RF 출력 신호 라우팅으로부터 얻어지는 이점은 하나 이상의 모듈을 통하여 전력 증폭기로부터 RF 인터페이스(43)로 RF 신호 라우팅할 때 각 인치마다 약 1 내지 2dB의 손실이 발생될 수 있다는 사실에 의해 설명된다. 그러한 손실은 기판과 층 재료로서 알루미나 세라믹 유전체의 사용시에는 공칭 100%에서 약 80%까지 RF 전력 출력을 떨어뜨리며, 일반 블랙 세라믹을 사용할때에는 약 63%까지 떨어뜨린다.
그래서 T/R 모듈(26)은 실질적으로는 서로 모듈 양단부(위와 밑)로 대항하여 분리되어 있는 DC 연결 인터페이스와 RF 연결 인터페이스를 특징으로 한다. 그러한 구조는 모듈과 시스템 성능을 개선시킴과 동시에 모듈을 수용하도록 구성된 ESA 내의 모듈 조립체의 플러그를 콘센트에 끼우기가 편리하도록 하여 준다.
각 T/R 채널은 입력된 RF 송신 신호를 처리하여 RF 연결(46-1, 46-X, 46-N)에 의하여 도시된 바와 같이, RF 인터페이스(43)로 출력 RF 신호를 발생시킨다. 다음으로 출력 RF 신호는 각각 RF 연결을 통하여 시스템 송신 빔의 일부로서 방사되기 위하여 인용부호 47로서 도시되어 있는 결합된 한 세트의 안테나 방사기 1부터 N까지에 인가된다.
송신/수신 제어 회로(40)는 제어 신호를 발생하여 커넥터(48-1, 48-X, 48-N)로 도시되어 있는 T/R 채널로 제어 신호를 보내고 이 T/R 채널로부터 피드백 신호를 수신하도록 구성되어 있다. 이들 제어 신호는 시스템 빔 제어 사양에 따른 송신 및 수신 신호의 위상과 진폭을 개별화하도록 T/R 채널 회로에 의하여 사용된다. 이와 같은 집적 형성된 다중-채널 모듈 구조는 제조경비를 경감시키고 동작 신뢰도를 높이도록 제품 성능을 개선하기 위해 제어 신호 처리 및 RF 신호 라우팅을 더 양호하게 할 수 있다.
1에서 N까지의 안테나 방사기 세트의 각 방사기는 모듈 RF 신호 인터페이스 시스템(43)에 결합되는 인용부호 50으로 도시된 바와 같은 연속적인 반사 RF 신호를 발생시킨다.
반사 RF 신호는 증폭 및 다른 처리를 위해 RF 신호 연결(52-1, 52-X, 52-N)을 통해 #1에서 #N까지의 T/R 채널에 인가된다.
T/R 채널(#1~#N)은 RF 커넥터(56)를 통하여 유닛(33, 35, 30, 34)을 포함하는 방사 신호 처리 시스템에 결합시키기 위하여 RF 연결(54-1, 54-X, 54-N)을 통하여 RF 신호 인터페이스 시스템(43)으로 처리된 반사 RF 신호를 인가한다. RF 인터페이스(43), T/R 채널(#1~#N) 및 모듈내 여러 가지의 상호 연결 장치에 의하여 T/R 모듈(20) 내에 내장되는 RF 송신 및 수신 (반사) 회로의 구조는 는 RF 채널 격리의 증가, 잡음감소 및 제조경비의 감소 및 동작 신뢰도를 높여주는 제품 성능의 향상을 제공한다.
전력 분배 및 제어 회로(38)는 T/R 채널 회로 내에 포함된 여러 회로 구성요소의 전력 레벨과 조정의 필요에 따른 다른 전압 레벨로 전력을 공급한다. 단일 연결 라인(56-1, 56-X, 56-N)은 전압 조정을 위해 전력 회로(38)에 의하여 필요하게 되는 반사 신호에 사용된 피드백 회로뿐만 아니라, 다른 전압 레벨을 공급하기 위해 사용된 분리되어 있는 집적 공급회로를 나타낸다.
전력 분배 및 제어 회로(38)와 그의 피크 전력 저장 시스템을 포함하는 전력 및 제어 인터페이스 시스템(36)은 모듈 회로의 필요와 요구되는 전압 레벨에 따라 효율적으로 전력을 공급하기 위해 구성되고 동작하며 이것에 의해 열손실을 경감시키고 다른 개선된 모듈 집적 회로의 동작과 종래의 T/R 모듈에 비하여 높은 전류 버스 경로로 인한 중량의 감소 등을 지원하여 준다.
T/R 모듈(26)은 감소된 열발생과 향상된 열제거 때문에 반도체 접합 온도 상승이 감소되게 하여 준다. 그래서 T/R 모듈(26)은 T/R 모듈이 보다 높은 RF 주력 전력으로 사용할 수 있게 구성되어 작동될 수 있도록 보다 더 높은 열 효율을 제공하여 준다.
바람직하게는, 도 1에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 열방출 인터페이스(58)는 모듈(26)의 이면에서 수직으로 연장하는 실질적으로는 RF 인터페이스(43)와 DC 인터페이스(36) 사이에서 수직으로 연장되는 측변의 대부분의 수직부분에 걸쳐 내장되게 위치되어 있다. 이와 같은 방법으로, 넓은 열 방출 표면 영역이 T/R 채널 회로의 열발생 구성요소으로부터 직접적으로 소모열 제거를 위해 이용될 수 있다.
따라서 모듈 회로의 열발생 구성요소는 모두 열방출 인터페이스(58)을 접촉하는 외부 방열으로 크게 개선된 열 방출을 위해 열방출 인터페이스(58)에 직접 내장 본딩되는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 열방출 인터페이스(58)는 모듈의 이면 측변(25) 전체에 걸쳐 연장되며, 실질적으로는 RF 인터페이스가 위치되어 있는 모듈(26)의 아래 단부로부터 수직 상방향으로 연장되어 있다.
2 T/R 채널의 전력 증폭기 모노리딕 마이크로웨이브 집적 회로 MMICS는 소비열 방출을 위해 열방출 장치에 집적적으로 열적 접촉이 이루어지고, 또한 비교적 작은 RF 전력 손실로 매우 짧고 차폐된 RF 연결에 걸쳐 RF 안테나 출력 연결이 이루어지는 하부 모듈의 위치에서 모듈(26) 내에 내장될 수 있다.
한편, 측면의 열방출 인터페이스(58)를 통하여 이용할 수 있는 비교적 넓은 전달 표면 때문에 T/R 모듈(26) 내에 내장된 다른 열발생 장치는 역시 전력 증폭기 MMICS 위의 위치에서 열방출 인터페이스(58)와 직접 본딩되는 것이 바람직하다. 따라서 T/R 모듈(26)의 회로 구조와 구조적인 레이아웃은 보다 양호한 열전달을 통하여 제품 성능을 개선시키고, 다중-채널 T/R 모듈의 내부 회로의 반도체 접합의 온도 상승을 감소시켜 RF 출력 전력을 증가시키도록 하여준다.
DC 인터페이스 및 RF 신호 인터페이스(36, 43)와 열 방출 인터페이스(58)의 모듈 레이아웃은, 부가적인 장점 중 T/R 모듈(26)에 대한 플러그를 편리하게 삽입할 수 있도록 기여하는 근본적인 요인이다. 즉, T/R 모듈(26)은 상술한 인용된 관련 미국특허출원, 출원번호 NO. 09/158,827(Docket BD-98-111)인 명칭 "2 채널 마크로웨이브 송신/수신 모듈을 포함한 안테나 조립체"에 표시되고 설명된 바와 같은 ESA 조립체로, T/R 모듈(20)은 직접 그리고 간편하게 코드를 콘센트에 끼운다. 그리고 그렇게 함으로써, 예를들어 T/R 모듈(26)의 하부 단부를 통한 모든 RF 접속, T/R 모듈(26)의 상단부를 통한 모든 DC 접속 및 T/R 모듈(26)의 수직측면(25)을 통한 하나의 넓은 영역의 열전달 접속과 같은 ESA 조립체로의 모든 전기적 및 열적인 접속을 동시에 하면서도 효율적으로 하게 만든다. 이들 접속은 간편하게 만들어지지만 신뢰성과 안정성이 높고 또한 모듈 성능을 개선하여 준다.
도 2의 바람직한 실시예에서, 2(Twin) T/R 모듈(70)은 펄스 레이더 ESA에서 각각 안테나 방사기(74A, 74B)를 이용하는 기판(73) 내 및 상에 실현된 송신/수신 채널(72A, 72B)을 포함한다.
몇몇 경우에, 도 1에서 일반적인 구성요소에 대한 인용부호는 그 도면 간의 대응 구조를 나타내기 위하여 도 2에서도 그대로 적용된다.
도 3a 내지 3d는 모듈(70)의 바람직한 물리적인 실시예의 사시도, 측면도, 단면도를 나타낸 것이다. 유사하게, 일반적인 인용문자는 도 4~9 및 10a~10d에서도 동일하게 적용된다.
도 2에서, 레이더 제어 시스템(76)은 종래의 송신기/수신기(78)을 작동시켜서 송신 펄스를 발생시키고 통상의 송신 매니폴드(80)를 통해 T/R 모듈(70)의 한 단부에 위치하고 있는 RF 인터페이스(82)로 공급한다.
T/R 채널(72A, 72B)은 빔의 제어하에 모듈(70) 내에서 송신 펄스를 위상 변위시키고 증폭하며 또 다른 처리를 행하며 각각의 처리된 펄스를 RF 인터페이스(82)를 통해 안테나 방사기(74A, 74B)에 인가한다.
안테나 방사기(74A, 74B)는 레이더로부터 반사 RF 신호를 수신하고, 이들 RF 신호는 빔 제어기의 제어하에, 모듈(70) 내의 T/R 채널(72A,72B)에 의한 신호 처리를 위해 RF 인터페이스(82)로 인가된다.
신호 처리 후에 반사 RF 신호는 송신기/수신기(78)에 입력하기 위해 RF 인터페이스(82)를 통하여 통상의 수신 매니폴드(84)로 출력된다. 반사 RF 신호는 그때 레이더 제어 시스템(76)의 제어하에 타겟 검출 및 표시를 위해 처리된다.
많은 요인들이 크게 개선된 RF 성능을 가진 모듈(70)을 특징지어 준다.
이들 요인들은 T/R 모듈(70)(도 4 및 도 5) 내의 RF 격리 캐비티 및 RF 구성요소의 레이아웃, 각 T/R 채널 경로 내에 일체적으로 집적화되고 부팅된 구성요소를 접속하고, T/R 채널 경로를 RF 인터페이스(82)(도 9)로 접속시키기 위해 각각 라우팅하는 비교적 짧은 2차원 및 3차원의 차폐된 RF 신호 라우팅 회로, 수신기 매니폴드 입력을 위해 처리된 반사 RF 신호를 결합시키도록 구현된 모듈, 분리된 T/R 채널(72A, 72B)의 송신 처리 경로로 입력시키기 위해 송신기 매니폴드 RF 신호를 분할하도록 구현된 모듈 그리고 RF 인터페이스(82)의 위치 및 구조를 포함한다. T/R 모듈의 열적 성능은 개선된 RF 성능에 있어서 또 하나의 중요한 요인이며 이는 전체의 열발생이 경감되고 소비되는 모듈열이 보다 더 효율적으로 제거됨으로써 반도체 접합 온도를 직접으로 억제할 수 있고 높은 RF 출력전력로 동작할 수 있도록 하여주기 때문이다.
도 2는 개략적으로 표시된 물리적 모듈에 대한 회로를 도식적으로 나타낸 것이며, 각 T/R 채널(72A, 72B) 내의 회로 구성요소의 배열은 그러한 구성요소의 전기적인 배열에 상응하는 것임을 이해하여야 한다. 모듈 상의 회로 구성요소의 실제의 배열(도 4)은 도 2에서의 도식적인 구성요소의 배열과 다르다. 예를 들어, 채널 전력 증폭기는 실제적으로는 모듈의 RF 인터페이스 단부 근처에 위치되어 있으나, 도 2에서는 전력 증폭기는 모듈의 DC 인터페이스 단부에 표시되어 있다.
RF 인터페이스(82)는 RF 신호가 실질적으로 DC 전력로부터 격리되게 하여주고 또한 모듈(70)의 RF 인터페이스단 부호에 대향하여 위치된 모듈 단부(87)에서 DC 인터페이스(86)를 통하여 모듈(70)로 인가되는 제어 신호와도 격리되게 하여준다.
상술한 바와같이, 그와 같은 RF 커넥터로, 모듈(70)은 ESA 안테나 시스템으로 콘센트에 편리하게 플러그를 끼울 수 있어 설치나 대체할 때 모든 필요하게되는 RF 커넥터를 확립하여 준다.
또한 도 6에 도시된 바와같이 다만 6개의 RF 외부 커넥터(RX1, TX1, RXM, TXM, RX2, TX2)가 2T/R 채널로 이루어져야 하는 8개의 RF 접속에 대하여 필요하게 되며 이는 단지 하나의 RF 커넥터가 그 채널로 각 매니폴드 접속을 위해 필요하게 되기 때문이다.
DC 인터페이스(86)는, 통합된 특허출원 BD-98-012보다 상세히 설명된 바와 같이, 외부 DC 전력 및 DC 제어 신호 접속을 위해 전술한 스프링 크립 커넥터(87)(도 3D)를 사용한다. 이 경우에 외부 전원(90)은 커패시터 저장 시스템(92)에 인가되고 또 드레인 전력 분배용의 유닛(93)과 증폭기 전력 분배용의 파워펫(Powerfet) 유닛(98)으로 인가하기 위해 +10.5VDC의 전력을 DC 인터페이스(86)로 공급한다. 전원 모듈(70)에서 여러 종류의 반도체 소자에 부(-)의 전압을 인가하는 도 1의 블록 38에 상응하는 -5V 로직 공급(94)과 -2.5 게이트 공급(96)으로 전력을 분배하기 위해 -6.5VDC의 전원을 공급한다.
동작시 T/R 채널들(72A, 72B)은 저장 전력 커패시터 시스템(92)과 각 유닛들(93, 94, 96, 98)을 공용한다. 부(-)의 전압 공급기(94, 96)는 부(-)의 로직 전력 증폭기 인에이블 회로와 전력 증폭기 게이트 바이어스 모두를 동작시키며, 이렇게 하는 것에 의해 모듈 동작을 위한 안전한 연동을 제공한다.
도 1의 블록(38)과 상응하는 공용 전력 제어 회로(100)는 더 높은 레벨(모듈 제어기)의 명령에 따라 파워펫 유닛(98)을 조정한다.
T/R 모듈의 제어 회로는 도 1의 블록(40)에 상응하며, DC 인터페이스(86)에서 모듈 제어기 시스템으로 빔 제어 신호를 통과시키며, 바람직하게는 각각의 T/R 채널(72A, 72B)은 RF 송신 및 수신 신호에 전반에서 각각 위상 및 진폭 제어를 제공하는 분리된 한 쌍의 모듈 제어기(102A, 102B)에 의해 구현된다(화살표 104A, 105A, 106A 및 104B, 105B, 106B). 또한, 모듈 제어기(102A, 102B)는 바람직하기로는 다른 모듈 제어기가 고장이 발생하는 경우에 하나의 모듈 제어기에 의해 교차 채널 제어를 수행함으로써 제한된 토대의 공용 모듈 제어로 동작한다.
또한, 전체의 빔 제어의 정확성에 악영향을 주는 오류 모듈 동작을 방지하기위해 고장 검출 상황이 발생하면, 즉시 모듈 제어기는 전 모듈의 동작을 중지하게 할 수도 있다.
그러나, 각 T/R 채널에 별개의 제어기를 제공함으로써, 제어 회로 접속은 복잡성 및 길이가 경감되고 이로 인해 신뢰성 및 제조비용의 경제성을 높일 수 있다.
전력 및 제어 시스템 동작 유닛(93, 94, 96, 100, 102A, 102B)의 각각은 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)와 같이 구현되는 것이 바람직하다.
커패시터 시스템(92)은 4개의 비교적 큰 용량의 전력 저장 커패시터와 하나의 보다 작은 리플 필터용 커패시터의 조립 부품으로 구성하고 이 조립부품은 T/R 모듈(70)의 집적화된 "탑재(on-board)" 부분으로 배열되게 하는 것이 바람직하다.
2개의 T/R 채널(72A, 72B)은 본질적으로는 동일하며, 대응하는 인용부호가 두 채널 모두를 위하여 사용되겠지만, 다만 하나의 채널(72A)만이 설명될 것이다. 각 T/R 채널에 있어서 각 회로 구성부분은 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)와 같이 구현하는 것이 바람직하다. 각 MMIC는 도 2에서 개별 블록으로 표시되며 각 MMIC 내에서 개별적으로 수행되는 기능은 전체 MMIC 블럭 서브-블럭 내에 표시되어 있다.
수신 경로(110A)에서 수신 안테나 신호(RXA)는 RF 인터페이스(82)로부터 차폐된 RF 신호 라우팅 회로를 통하여 얻어지고 수신기 보호기(112A)로 인가된 후 2단 저잡음 수신 증폭기(LNA)(114A)로 인가된다. LNA 출력은 그 다음의 처리를 위해 공용의 송신(T)/수신(R) 채널 경로(116A)로 인가된다.
공용의 T와 R경로(116A)에서, TR 스위치(118A)는 그의 수신 모드에서 동작하여 LNA 신호를 모듈 제어기(102A)로부터의 제어 신호에 따라 동작하는 위상 변위기(120A)로 보내진다. 위상이 변위된 신호는 3단 T/R 증폭기(122A)로 인가된 후 공용 T/R 채널 경로(116A)의 끝단에 있는 5-비트 감쇠기(124A) 및 TR 스위치(126A)로 인가된다.
T/R 스위치(126A)는 그의 수신 모드에서 동작하여 증폭/감쇠/위상 변위된 수신 신호를 모듈의 다층 구조 내에 있는 차폐된 RF 회로를 통하여 커플러(128)로 보낸다.
커플러(128)는 T/R 채널(72B)내의 T/R 스위치(126B)로부터의 또 하나의 다른 수신 신호를 수신하여 T/R 채널(72A)내의 T/R 스위치(126A)로부터의 수신 신호와 결합시킨다.
결합된 신호는 RF 매니폴드(84)로 전송하기 위하여 RF 인터페이스(82) 내의 RF 터미널(RXM : 도 6참조)로 차폐된 RF 회로를 통하여 전송된다.
송신 모드 동작에서 T/R 스위치(118A)는 그의 송신 모드로 전환하여 신호 분주기(130)로부터 수신된 송신 신호를 통과시킨다.
송신 매니폴드(80)는 송신 신호 T(도 2)를 RF 인터페이스(82)의 터미널(TXM : 도 6참조)를 통하여 송신신호 T가 T/R 스위치(116A)와 T/R 스위치(118A)로 인가하기 위해 분할되는 분주기(130)로 송신한다.
공용 T/R 채널경로(116A)에서 송신 신호는 위상 변위기(120A)에 의해 위상 변위된 후 증폭기(122A)에 의해 증폭되고 감쇠기(124A)에 의해 감쇠된다. 그와 같이 처리된 후, 송신 신호는 송신 모드에서 T/R 채널(72A) 내의 송신 채널 경로(131A)로 T/R 스위치(120A)에 의해 보내진다.
송신 경로(131A)에서 송신 신호는 1-비트 감쇠기(132A)에 의해 처리된 후 I-단 송신 증폭기(134A)에 의해 처리된다. 최종적으로 3단 송신 전력 증폭기(136A)는 송신 신호에 작용하여 RF 출력 신호를 발생한다.
2개의 채널 전력 증폭기(136A, 136B)로부터의 RF 출력 신호는 각각 안테나 방사기(74A, 74B, 도 2참조)로 인가하기 위해 차폐된 RF 경로를 통하여 RF 출력 커넥터(TX1,TX2, 도 6참조)로 각각 루팅된다.
도 8에 도시된 바와 같이, RF 신호는 6개의 RF 동축 커넥터(1341,...,1366)를 포함하는 커넥터 조립체(43)를 통하여 모듈로 들어오거나 나간다.
이들 커넥터는 측판(Shroud) 부재(137) 내 및 이를 가로질러 직선상으로 배열된(도 6참조) 핀(1381,...,1386)을 포함한다.
도 8에서, 커넥터 핀(1384)은 스트립 라인 도체(140)로 HTCC층(1310)의 상부에서 접속되게 표시되어 있다.
스트립라인 도체(140)는 내측으로 연장되어 층(136)상에 있는 일정 길이의 스트립 라인 도체(144)로 내려오는 수직 비아홀(142)에 접속한다.
두체(144)의 바로 아래의 층(135)에는 도체(144)의 하방측으로 연장하는 일정길이의 스트립 라인 도체(146)가 있다. 그와 같은 배열은 도체(144)와 도체(146) 사이에서 RF 결합을 가능하게 하여주고, 이것에 의해 MMIC(134A)로부터 출력 핀(1384)으로의 RF 경로를 완료하도록 하여준다. 경로 내의 RF 결합은 도 2에 도시된 2개의 매니폴드 커플러(128,130)에서 RF 결합의 제공에 있어서 사용된 개념을 나타낸 것이다.
하나의 매니폴드 커플러(130)는 신호 분주기로 동작하고 다른 나머지 커플러(128)는 신호 합성기로서 동작한다. 이들 매니폴드 커플러는 기판(12) 내에 매입되어 있으며 도 10B 및 10P에 보다 상세하게 도시되고 기술되어 있다.
용량성 스터브(Stub)로서 동작하는 스트립라인 도체 소자(149)가 역시 도체(150)로 접속하는 본드 와이어 접속 부재(151) 바로 아래에서 층(131)의 위에 위치되도록 표시되어 있다.
스트립라인 도체들(144, 146)로 구성된 RF 커플러를 위한 격리 및 차폐는 또한 각각 층(134,137)의 상부에 종단하는 여러쌍의 수직 비아홀(156,158,162)을 포함하는 상부 및 하부 그라운드 평면(152,154)에 의하여 제공된다.
모듈층(135, 도 10A 및 도 10B)과 모듈층(136, 도 10C 및 도 10D)은 특정 패턴의 도체 및 비아홀을 포함하며 또한 도 2의 신호 커플러(128)와 신호 분주기(130)에 상응하고 T/R 채널 모두에 접속되고 비교적 고가의 GPPO 매니폴드 커넥터를 제거하여주는 한쌍의 RF 신호 커플러(320,322)를 구현한다.
도 10A 및 10B에 도시된 제 5 HTCC층(135)에서 수직 비아홀과 스트립라인 패턴은, 특히 원형 비아홀 패턴(180, 181, 182,..., 198, 200)과 기판의 RF 커넥터 단부에 위치되는 각각의 부가적인 원형 비아홀 패턴(292,294,296)에서 종단하는 쌍(286, 288, 290)을 가진, 역시 평행선 쌍의 비아홀(284,286,288,290)을 포함한다.
도 10B에 도시된 바와 같이, 층(135)의 상부 표면상의 금속화 패턴에 관하여, 상기 패턴은 도 10A에 도시된 평행선의 비아홀(284, 286, 288)에 걸쳐 여러쌍의 평행한 스트립라인 차폐 도체(298, 320, 302)를 포함한다. 또한 차폐된 스트립라인(304, 306, ..., 312, 314)은 기판 내의 공동용 개구부 주위에 형성되어 있다.
2개의 매니폴드 커플러의 2개의 하부 스트립 세그먼트(316,318)가 송신 매니폴드 커플러(분주기)(320) 및 수신 매니폴드 커플러(322)는 층(135)의 중앙에 위치되어 있고, 그의 각각의 중첩된 스트립 라인 세그먼트는 도 10D(층136)에서 인용번호 324 및 326으로 도시되어 있다.
송신 매니폴드 분주기 세그먼트(316)의 일측은 도체(328) 및 비아홀(259)에 접속되어 있고 한편 대향측은 원형 비아홀 패턴(294)에서 수직 비아홀(334)로 도체쌍(302)을 통하여 통과하고 RF 커넥터(TXM)(도 6)에 접속하는 연장된 도체(330)에 접속되어 있다.
수신 매니폴드 커플러 세그먼트(322)의 일측은 도체(336)와 비아홀(184)에 접속되고 그의 대향측은 원형 비아홀 패턴(292)에서 수식 비아홀(340)로 도체 쌍(300)을 통하여 지나가서 도 6에 도시된 RF 커넥터(RXM)에 접속하는 연장된 도체(338)에 접속한다.
도 10A는 또한 인접하는 차폐 도체쌍(302)과 도체를 상호 공용하는 차폐 도체쌍(340)을 도시한다. 수직 비아홀(342)은 또한 원형 비아홀 패턴(296) 내에 제공되어 있다.
도 10C에 도시된 층(136)의 비아홀 패턴은 도 10A에 도시된 하부에 놓인 층(135)의 것과 동일 유사하다. 그밖에 층(136)의 상부 표면상의 스트립라인 도체 패턴은 비아홀(179)과 송신 매니폴드 분주기 세그먼트(324) 일측 사이에서 접속되는 RF 도체 라인(344) 뿐만 아니라 도 10B에 도시된 언더라인 RF 도체(300,330)에 대하여 차폐 동작을 한다. 2 T/R 채널의 수신 신호(RX2)용의 RF 도체 라인(346)은 수직 비아홀(265)과 기판(12)의 RF 접속단부에 있는 원형 비아홀 패턴(296) 내의 수직 비아홀(342) 사이에서 접속되어 있다.
또한 도 10D에 도시된 바와 같이, 수직 매니폴드 커플러 세그먼트(322)의 일측은 도체(348) 및 비아홀(257)에 접속하는 한편 다른측은 도체(350) 및 비아홀(263)에 접속한다.
그래서 그라운드 평면의 금속층(134)위에 있는 층(135,136)은 매니폴드 커플러(320,322)로부터 RF 신호를 라우팅하기 위해 주로 사용되는 RF 라우트의 제 2 레벨을 구성한다. 그러나 상술한 바와 같이 층(136) 역시 안테나 어레이와 커넥터 조립체(82)(도 6)로부터 저잡음 증폭기로 RF 수신 신호를 라우팅한다.
바람직한 실시예의 상술한 설명은 개시되는 형태로 본 발명을 설명되게 하거나 또는 한정함이 없이 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이다.
본 발명을 적용함에 있어서, 본 발명의 범위나 기술사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 여러 가지 수정이나 변경을 할 수 있음이 명백하며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 그의 균등물에 의하여 한정될 뿐이다.
본 발명의 상세한 설명에 포함되어 있음.

Claims (13)

  1. 마이크로웨이브 통신 시스템용 다중-채널 송신/수신(T/R) 모듈(26)에 있어서,
    외부 로직 제어 신호와 DC 전원(34)으로의 전기적 접속을 위한 DC 인터페이스(73)와, 안테나 방사기(24)와 송신 및 수신 매니폴드(28, 33)로의 RF 접속을 위한 RF 인터페이스(43, 82)와, 집적(integrally) 형성된 다수의 격리된 T/R 채널 회로들(1-N)을 구비하는 기판(73);
    상기 기판(73) 내에 구현되고 RF 인터페이스(43, 82)와 상기 T/R 채널 회로들(1-N, 114A, 114B, 134A, 134B, 136A, 136B)을 상호접속하는 차폐된 RF 신호 라우팅 회로 시스템(41);
    상기 T/R 채널 회로들(1-N)의 능동 회로 구성요소에 제어된 전력 분배를 제공하기 위하여 상기 기판에 집적 형성된 제1 회로 시스템(38); 및
    상기 T/R 채널 회로들(1-N)의 제어된 동작을 제공하기 위하여 상기 기판에 집적 형성된 제2 회로 시스템(40)을 구비하고,
    상기 회로 시스템들(38, 40) 중 적어도 하나는 상기 T/R 채널 회로들 중 적어도 두개에 의하여 공유되는 공용 회로를 가지며, 상기 공용 회로는 상기 공용 회로에 의해 제공되는 기능 수행에 있어서 공용 전력 제어 회로(100)를 포함하고,
    상기 RF 신호 라우팅 회로 시스템(41)은 상기 RF 인터페이스(43, 82)의 수신 매니폴드 터미널(RXM)과 상기 T/R 채널 회로들 내의 각각의 RF 신호 수신 경로 출력 접합 사이에 연결된 수신 RF 신호 라우팅 회로(44-1 내지 44-N 및 52-1 내지 52-N), 및 상기 RF 인터페이스(43)의 송신 매니폴드 터미널(TXM)과 상기 T/R 채널회로들 내의 각각의 RF 신호 송신 경로 입력 접합 사이에 연결되는 송신 RF 신호 라우팅 회로(46-1 내지 46-N 및 54-1 내지 54-N)를 포함하고,
    상기 수신 RF 신호 라우팅 회로(44-1 내지 44-N 및 52-1 내지 52-N)는 상기 T/R 채널 출력 접합으로부터의 RF 수신 출력 신호를 상기 RF 수신 매니폴드 터미널(RXM)에 결합시키기 위한 커플러(128, 41R)를 포함하며,
    상기 송신 RF 신호 라우팅 회로(46-1 내지 46-N 및 54-1 내지 54-N)는 상기 RF 송신 매니폴드 터미널(TXM)에 적용된 송신 매니폴드 신호를 분할하여, 상기 T/R 채널 회로들 내의 상기 RF 신호 송신 입력 접합에 적용하기 위한 분주기(130, 41T)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중-채널 송신/수신 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 회로 시스템(38)은 상기 T/R 채널들(72A, 72B)의 서로 다른 능동 회로 구성요소에 요구되는 레벨로 제어된 DC 전압을 출력하기 위한 개별 유닛들(93, 94, 96, 98)을 구비하는 것을 특징으로 하는 다중-채널 송신/수신 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 개별 유닛들 중 일부(94, 96)에 의해 제공된 부(-)의 전압은 부의 로직 송신 인에이블링(enabling) 및 전력 증폭기 게이트 바이어스 모두를 위해 사용되며, 상기 부의 전압이 송신 인에이블링 및 전력 증폭기 게이트 바이어스 모두에 사용되는 것에 의하여 부의 게이트 바이어스 없이 전력 증폭기의 인에이블링에 대한 상호 연동(Interlock)을 제공하는 것을 특징으로 하는 다중-채널 송신/수신 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 회로 시스템(38)은, 상기 기판(73)에 집적 형성되고 저장용 전력을 수신하기 위하여 DC 인터페이스(36)에 접속되며 부하 요구에 따라 상기 T/R 채널 회로들의 능동 회로 구성요소에 DC 전력을 분배하기 위하여 상기 제 1 회로 시스템(38)에 DC 전력을 공급하는 커패시터 조립체(92)를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중-채널 송신/수신 모듈.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 RF 인터페이스(43)는 상기 기판(73)의 한 단부에 형성되고, 상기 기판(73)은 상기 RF 인터페이스로(43)부터 상기 DC 인터페이스(36)로 횡방향으로 연장되며, 방열판(58)은 상기 RF 인터페이스 및 DC 인터페이스(43 및 36) 사이에서 기판의 외측면에 본딩되고, 상기 T/R 채널의 소정 능동 회로 구성요소는 각 기판의 공동(Cavities)(114C, 134C, 136C) 내에 위치되고 직접적인 소비열의 방출을 위하여 상기 방열판(58)에 본딩되는 것을 특징으로 하는 다중-채널 송신/수신 모듈.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 회로 시스템(40)은 각 T/R 채널(72A, 72B)에 대한 제어 동작을 발생시키는 개별 모듈 제어기(102A, 102B)를 포함하고, 상기 DC 인터페이스(36)는 T/R 채널에 의해 처리되는 RF 신호의 위상 변위, 증폭 및 감쇠를 포함하는 상기 제어 동작을 정의하는 제어 신호를 공급하기 위하여 상기 모듈 제어기에 결합되는 것을 특징으로 하는 다중-채널 송신/수신 모듈.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 회로 시스템(38)은 상기 T/R 채널 회로의 능동 회로 구성요소에 제어된 전력 분배를 제공하기 위하여 상기 기판(73)에 집적 형성되며,
    상기 제2 회로 시스템(40)은 상기 T/R 채널 회로에 제어된 동작을 제공하기 위하여 상기 기판(73)에 집적 형성되고,
    상기 회로 시스템들(38, 40) 중 적어도 하나는 제공된 기능 수행에 있어서 상기 T/R 채널 회로들 중 적어도 두 개에 의하여 공유되는 공용 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 다중-채널 송신/수신 모듈.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판(73)은 층으로된 기판이고, 상기 커플러(128) 및 분주기(130)는 상기 기판(73)의 층들(13) 내에 구현되는 것을 특징으로 하는 다중-채널 송신/수신 모듈.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판(73)에 결합되고, 저장용 전력을 수신하기 위하여 상기 DC 인터페이스(36)에 연결되며, 부하 요구에 따라 상기 T/R 채널들(72A, 72B)의 능동 회로 구성요소에 전력 분배를 위한 채널 공용 레이더 시스템으로 DC 전력을 공급하는 커패시터 조립체(92)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중-채널 송신/수신 모듈.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 RF 인터페이스(43)는 상기 기판(73)의 한 단부에 형성되고, 상기 기판(73)은 RF 인터페이스로(43)부터 DC 인터페이스(36)로 횡방향으로 연장되며, 방열판(58)이 상기 RF 인터페이스(43) 및 DC 인터페이스(36) 사이에서 기판 외측면에 본딩되고, 상기 T/R 채널의 소정 능동 회로 구성요소는 각각의 기판 공동(114c, 134c, 136c) 내에 위치되고 직접적인 소비열의 방출을 위하여 상기 방열판에 본딩되는 것을 특징으로 하는 다중-채널 송신/수신 모듈.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 능동 회로 구성요소(112, 114, 134, 136)는 상기 기판(73) 내의 다수의 폐쇄되고 차폐된 공동에 의하여 격리되는 것을 특징으로 하는 다중-채널 송신/수신 모듈.
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